什麼是萬有引力萬有引力的意義

　　萬有引力是指任意兩個質點有通過連心線方向上的力相互吸引。那麼你對萬有引力瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是萬有引力的內容，希望大家喜歡!

　　萬有引力的簡介

　　伽利略在1632年實際上已經提出離心力和向心力的初步想法。布里阿德在1645年提出了引力平方比關係的思想.牛頓在1665～1666年的手稿中，用自己的方式證明了離心力定律，但向心力這個詞可能首先出現在《論運動》的第一個手稿中。一般人認為離心力定律是惠更斯在1673年發表的《擺鐘》一書中提出來的。根據1684年8月～10月的《論迴轉物體的運動》一文手稿中，牛頓很可能在這個手稿中第一次提出向心力及其定義。

　　萬有引力與相作用的物體的質量乘積成正比，是發現引力平方反比定律過渡到發現萬有引力定律的必要階段.·牛頓從1665年至1685年，花了整整20年的時間，才沿著離心力—向心力—重力—萬有引力概念的演化順序，終於提出“萬有引力”這個概念和詞彙。·牛頓在《自然哲學的數學原理》第三卷中寫道：“最後，如果由實驗和天文學觀測，普遍顯示出地球周圍的一切天體被地球重力所吸引，並且其重力與它們各自含有的物質之量成比例，則月球同樣按照物質之量被地球重力所吸引。另一方面，它顯示出，我們的海洋被月球重力所吸引;並且一切行星相互被重力所吸引，彗星同樣被太陽的重力所吸引。由於這個規則，我們必須普遍承認，一切物體，不論是什麼，都被賦與了相互的引力***gravitation***的原理。因為根據這個表象所得出的一切物體的萬有引力***universal gravitation***的論證……”

　　牛頓在1665～1666年間只用離心力定律和開普勒第三定律，因而只能證明圓軌道上的而不是橢圓軌道上的引力平方反比關係。在1679年，他知道運用開普勒第二定律，但是在證明方法上沒有突破，仍停留在1665～1666年的水平。只是到了1684年1月，哈雷、雷恩、胡克和牛頓都能夠證明圓軌道上的引力平方反比關係，都已經知道橢圓軌道上遵守引力平方反比關係，但是最後可能只有牛頓才根據開普勒第三定律、從離心力定律演化出的向心力定律和數學上的極限概念或微積分概念，才用幾何法證明了這個難題。

　　萬有引力的常量

　　牛頓在推出萬有引力定律時，沒能得出引力常量G的具體值。G的數值於17***由卡文迪許利用他所發明的扭秤得出。卡文迪許的扭秤試驗，不僅以實踐證明了萬有引力定律，同時也讓此定律有了更廣泛的使用價值。

　　扭秤的基本原理是在一根剛性杆的兩端連結相距一定高度的兩個相同質量的重物，通過秤桿的中心用一扭絲懸掛起來。秤桿可以繞扭絲自由轉動，當重力場不均勻時，兩個質量所受的重力不平行。這個方向上的微小差別在兩個質量上引起小的水平分力，併產生一個力矩使懸掛系統繞扭絲轉動，直到與扭絲的扭矩平衡為止。扭絲上的小鏡將光線反射到記錄相板上。當扭絲轉動時，光線在相板上移動的距離標誌著扭轉角的大小。平衡位置與扭秤常數和重力位二次導數有關。在一個測點上至少觀測3個方位，確定4個二次導數值，測量精度一般達幾厄缶。

　　根據扭力系統的構造形狀，分為z型、L型和斜臂式扭秤。z型扭秤由一個輕金屬製成的z型秤臂、兩個質量相等的重荷和一根細金屬絲組成的。兩個重荷分別固定在z型秤臂的兩端。細金屬絲將整個系統懸掛起來，組成一套扭力系統。由於兩個重荷處於不同的位置，所以，當通過兩個重荷的重力等位面Q₁和Q₂。互不平行或彎曲時，兩個重荷將受到重力場水平分量的作用。當重力場水平分量gH₁和gH₂的大小和方向不同時，稈臂就要繞著扭絲轉動，直到水平旋轉的重力矩和扭絲的扭力矩相平衡為止。秤臂偏轉的角度除和扭力系統的構造和扭絲的扭力系數有關外，還和兩個重荷間的重力變化有關。因此，準確記錄扭力系統的偏角，就可以求出重力位的二次導數。由於扭力系統的靈敏度很高，秤臂穩定下來的時間較長。同時還需要在3～5個方向上照相記錄，所以，儀器附有自動控制系統，並安放在特製的小房裡工作。儀器的操作和測量結果的計算都比較煩瑣，每測—個點需要2～3小時，工件效率較低。

　　扭秤的測量結果用向量圖表示，用一短線表示曲率，向量方向相應於最小曲率平面的方位，向量長度表示等位面曲率差大小 。在短線中心以箭頭畫出總梯度，指向重力增加的方向。

　　扭秤的靈敏度很高並可測多個引數，但是也有其不足之處。由於具有極高的靈敏度，對於測試環境的要求也很高，易受外界干擾，包括溫度、地面震動、大氣壓強波動、扭絲的滯彈性效應等。因此對於精度要求不高的重力測量工作，一般都是重力儀去完成。但是對於高精度的測量，如引力物理方面的測量，以及高精度儀器的驗證以及標定，都需要利用扭秤來完成。因此即便是如今，扭秤在實驗物理領域也有著相當重要的地位。

　　卡文迪許測出的G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg² ，與現在的公認值6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²極為接近;直到1969年G的測量精度還保持在卡文迪許的水平上。

　　萬有引力的科學意義

　　萬有引力定律的發現，是17世紀自然科學最偉大的成果之一。它把地面上物體運動的規律和天體運動的規律統一了起來，對以後物理學和天文學的發展具有深遠的影響。它第一次解釋了***自然界中四種相互作用之一***一種基本相互作用的規律，在人類認識自然的歷史上樹立了一座里程碑。

　　萬有引力定律揭示了天體運動的規律，在天文學上和宇宙航行計算方面有著廣泛的應用。它為實際的天文觀測提供了一套計算方法，可以只憑少數觀測資料，就能算出長週期執行的天體運動軌道，科學史上哈雷彗星、海王星、冥王星的發現，都是應用萬有引力定律取得重大成就的例子。利用萬有引力公式，開普勒第三定律等還可以計算太陽、地球等無法直接測量的天體的質量。牛頓還解釋了月亮和太陽的萬有引力引起的潮汐現象。他依據萬有引力定律和其他力學定律，對地球兩極呈扁平形狀的原因和地軸複雜的運動，也成功的做了說明。推翻了古代人類認為的神之引力。

　　對文化發展有重大意義：使人們建立了有能力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思想，在科學文化的發展史上起了積極的推動作用。

萬有引力的意義